نانوكامپوزيت متخلخل هيدروكسي آپاتيت/تيتانيا براي كاربردهاي بافت سخت

Porous hydroxyapatite/titania nanocomposites for hard tissue applications

در اين پژوهش، فني جديد برگرفته شده از روش هاي حذف اسفنج پليمري و قالب گيري ژل، به منظور ساخت داربست هاي ماكروتخلخلي هيدروكسي آپاتيت/تيتانيا معرفي خواهد شد. با استفاده از اين فن، امكان كنترل بيشتري به روي آرايش تخلخلي داربست ها به وجود مي آيد و ساخت داربست هاي با ويژگي هاي مكانيكي بهبود يافته تر امكان پذير مي شود. تركيب هاي فازي، ساختار تخلخلي،ويژگي هاي مكانيكي و ويژگي هاي زيست فعالي اين داربست ها به ترتيب با استفاده از پراش پرتو X،ميكروسكوپ الكتروني روبشي،آزمون هاي مكانيكي و آزمون هاي زيست فعالي بررسي شدند. بررسي پراش پرتو X نمونه ها، فازهاي هيدروكسي آپاتيت، تري كلسيم فسفات (آلفاو بتا)،روتايل (تيتانيا)و كلسيم تيتانات را به عنوان، فازهاي اصلي داربست هاي متخلخل هيدروكسي آپاتيت/تيتانيا مشخص كرد. تصويرهاي ميكروسكوپ الكتروني روبشي به دست آمده از داربست هاي متخلخل هيدروكسي آپاتيت/تيتانيا، تخلخل هاي باز، يكنواخت، به هم پيوسته و راه به در با اندازه تخلخلي 200 تا 400ميكرومتر را نشان مي دهد. بررسي ويژگي مكانيكي داربست هاي هيدروكسي آپاتيت/تيتانيا، كاهش استحكام فشاري داربست ها را در پي افزايش درصد تيتانيا در سامانه تاييد مي كند. نتيجه هاي آزمون هاي زيست فعالي، ويژگي زيستي مطلوب داربست هاي هيدروكسي-آپاتيت/ تيتانيا را به اثر تيتانيا در تهييج فرايند جوانه زني هيدروكسي آپاتيت به روي سطح نمونه ها پس از غوطه وري آن ها در محلول شبيه سازي شد ه ي بدن نسبت مي دهد.

A new technique of combining the gel-casting and polymer sponge methods is introduced in this study to prepare macroporous hydroxyapatite/titania scaffolds, which provides a better control over the microstructures of scaffolds and enhances their mechanical properties. The phase compositions, porous structure, mechanical properties and bioactivity of the hydroxyapatite/titania scaffolds were studied by X-ray diffractometry analysis (XRD), scanning electron microscopy (SEM), mechanical and In vitro tests respectively. XRD results indicated that hydroxyapatite (HAp), ?-TCP, B-TCP, rutile (TiO2) and titanat calcium were the main crystal phases of porous HAp/TiO2 scaffolds. SEM observations of HAp/TiO2 scaffolds showed open, uniform and interconnected porous structure with a pore size of 200–400 ?m. By increasing the amount of titania, mechanical results revealed that compressive strength of scaffolds decreased. The results of In vitro test indicated that the bioactivity of the HAp/TiO2 scaffolds was related to the addition of titania by inducing apatite nucleation on the sample’s surface after being immersed in simulated body fluid (SBF).